帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒，包括試驗(yàn)井口、完井套管、試驗(yàn)套管、試驗(yàn)旁管，所述完井套管空套在試驗(yàn)套管外部且兩者之間形成環(huán)空，所述完井套管和試驗(yàn)套管的上端均與試驗(yàn)井口下端連接，所述試驗(yàn)套管的外部周圍設(shè)置試驗(yàn)旁管，該試驗(yàn)旁管的端口連通至試驗(yàn)套管的內(nèi)腔。本發(fā)明解決了現(xiàn)有水平井多級(jí)分段壓裂試驗(yàn)采用的單項(xiàng)工具實(shí)驗(yàn)不能滿足整套管柱的工作性能檢測(cè)要求，無(wú)法模擬真實(shí)的壓裂環(huán)境，對(duì)工藝的可行性，工具的性能參數(shù)及可靠性進(jìn)行檢測(cè)等問題。該帶旁管的水平井試驗(yàn)井筒采用真實(shí)的水平井井筒結(jié)構(gòu)，并采用多條旁管設(shè)計(jì)，滿足水平井多級(jí)分段壓裂試驗(yàn)過程中多點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)采集及循環(huán)功能。
【專利說明】
帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水平井分層壓裂模擬實(shí)驗(yàn)裝置，具體地說是帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒。
【背景技術(shù)】
[0002]致密砂巖和頁(yè)巖的勘探與開發(fā)對(duì)水平井、分支水平井壓裂技術(shù)的需求非常迫切，特別是長(zhǎng)井段、大規(guī)模、多級(jí)數(shù)水平井的壓裂技術(shù)將是今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)非常規(guī)油氣資源開發(fā)的主導(dǎo)技術(shù)。
[0003]水平井多級(jí)分段壓裂完井工藝復(fù)雜、涉及工具種類多、技術(shù)要求高。在壓裂過程中各級(jí)工具需要?jiǎng)幼鱽?lái)完成不同段的作業(yè)，如投球打開滑套、連續(xù)油管作業(yè)打開滑套、連續(xù)油管射孔壓裂等，這需要井下和地面的工藝配合實(shí)驗(yàn)；同時(shí)，研發(fā)的新型壓裂工藝，各級(jí)壓裂工具的作業(yè)參數(shù)是否合理，可操作性如何，地面、井口與井下完井管柱的配合是否順利等都要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。而單項(xiàng)工具實(shí)驗(yàn)并不能完全代表整套管柱的工作性能，為了有效地檢驗(yàn)工藝的可行性，檢測(cè)工具的可靠性，需要模擬壓裂環(huán)境，進(jìn)行長(zhǎng)井段多級(jí)壓裂實(shí)驗(yàn)。因此，需要建立水平井多級(jí)分段壓裂模擬試驗(yàn)井筒。為滿足封隔器坐封、耐壓、滑套打開等工具動(dòng)作檢測(cè)功能，該試驗(yàn)井筒需要建立壓力信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，同時(shí)，還要滿足井筒循環(huán)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒，解決了現(xiàn)有水平井多級(jí)分段壓裂試驗(yàn)采用的單項(xiàng)工具實(shí)驗(yàn)不能滿足整套管柱的工作性能檢測(cè)要求，無(wú)法模擬真實(shí)的壓裂環(huán)境，對(duì)工藝的可行性，工具的性能參數(shù)及可靠性進(jìn)行檢測(cè)等問題。該帶旁管的水平井試驗(yàn)井筒采用真實(shí)的水平井井筒結(jié)構(gòu)，并采用多條旁管設(shè)計(jì)，滿足水平井多級(jí)分段壓裂試驗(yàn)過程中多點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)采集及循環(huán)功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)管柱的性能檢測(cè)要求。
[0005]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒，包括試驗(yàn)井口、完井套管、試驗(yàn)套管、試驗(yàn)旁管，所述完井套管空套在試驗(yàn)套管外部且兩者之間形成環(huán)空，所述完井套管和試驗(yàn)套管的上端均與試驗(yàn)井口下端連接，所述試驗(yàn)套管的外部周圍設(shè)置試驗(yàn)旁管，該試驗(yàn)旁管的端口連通至試驗(yàn)套管的內(nèi)腔。
[0006]所述試驗(yàn)旁管包括兩種規(guī)格:一種為Φ38.1mm連續(xù)油管2根，一種為Φ 16mm的不銹鋼管6根。
[0007]所述試驗(yàn)套管外壁焊接有扶正器，所述扶正器與試驗(yàn)套管連接位置開設(shè)循環(huán)孔，在扶正器內(nèi)還開設(shè)軸向通道，所述試驗(yàn)旁管的端部伸入軸向通道內(nèi)并通過循環(huán)孔與試驗(yàn)套管內(nèi)腔連通。
[0008]所述軸向通道內(nèi)部設(shè)置有套在試驗(yàn)旁管上用來(lái)鎖住試驗(yàn)旁管的鎖塊，所述試驗(yàn)旁管還通過鎖緊螺母固定在扶正器上，所述鎖緊螺母與軸向通道內(nèi)壁之間還設(shè)置密封圈。
[0009]還包括安裝在套管接箍位置的旁管固定器，所述旁管固定器采用兩半半圓結(jié)構(gòu)扣合式結(jié)構(gòu)，兩半半圓結(jié)構(gòu)其中一邊采用轉(zhuǎn)軸連接，一邊采用緊固螺栓及緊固螺母固定，安裝于套管接箍位置，用于將旁管固定在套管上。
[0010]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0011]本發(fā)明采用真實(shí)的水平井井筒，具備全尺寸模擬能力，滿足常溫下壓裂完井井下工具在水平井各個(gè)井段的試驗(yàn)；試驗(yàn)套管懸掛在完井套管內(nèi)部，不固井，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求更換試驗(yàn)井筒套管；采用旁管設(shè)計(jì)，布置在實(shí)驗(yàn)套管的不同深度，滿足水平井多級(jí)分段壓裂試驗(yàn)過程中多點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)采集及循環(huán)功能。
【附圖說明】
[0012]圖1為帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1的AA剖視圖；
[0014]圖3為旁管與套管連接扶正器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為旁管固定器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5為圖4側(cè)視圖。
[0017]圖中，1-試驗(yàn)井口 ；2_完井套管；3_試驗(yàn)套管；4_試驗(yàn)旁管；5_鎖緊螺母；6_密封圈；7_鎖塊；8_旁管與套管連接扶正器；9_連接轉(zhuǎn)軸；10_旁管固定器；11-緊固螺栓；12-緊固螺母；13_試驗(yàn)套管接箍。
【具體實(shí)施方式】
[0018]有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，配合【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
[0019]參考圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒，主要包括試驗(yàn)井口 1、完井套官2、試驗(yàn)套官3、試驗(yàn)芳官4、芳官與套官連接扶正器8、芳管固定器10。所述試驗(yàn)井口與完井套管連接，用于懸掛試驗(yàn)套管及分層壓裂模擬試驗(yàn)管柱；同時(shí)提供旁管的穿越通道。
[0020]所述完井套管2采用Φ339.7mm的套管，下入到水平井裸眼井筒中，連接在試驗(yàn)井口上，并用水泥封固，所訴試驗(yàn)套管采用Φ177.8_和139.7_組合套管，下入到完井套管中，懸掛在試驗(yàn)井口上，不固井，試驗(yàn)套管可根據(jù)不同的試驗(yàn)需求進(jìn)行更換。
[0021 ] 所述試驗(yàn)旁管4包括兩種規(guī)格:Φ 38.1mm連續(xù)油管2根，Φ 16mm的不銹鋼管6根，通過旁管與套管連接扶正器8布置在試驗(yàn)套管外周不同的位置。
[0022]所述旁管與套管連接扶正器8與試驗(yàn)套管之間通過焊接連接，與試驗(yàn)旁管通過鎖緊螺母5及鎖塊7連接固定，并開循環(huán)孔用于溝通旁管與套管內(nèi)腔。
[0023]所述旁管固定器10采用兩半式結(jié)構(gòu)，一邊采用轉(zhuǎn)軸連接，一邊采用緊固螺栓11及緊固螺母12固定，安裝于試驗(yàn)套管接箍13位置，用于將旁管固定在套管上，在試驗(yàn)套管下入過程中起到保護(hù)旁管的目的。
[0024]帶旁管的水平井試驗(yàn)井筒，試驗(yàn)井口 I連接在完井套管2上，試驗(yàn)套管3懸掛在完井套管2中，試驗(yàn)旁管4布置在試驗(yàn)套管不同的位置，通過旁管與套管連接扶正器8與試驗(yàn)套管3連接溝通套管內(nèi)腔，并通過旁管固定器10固定在套管上；旁管與套管連接扶正器8通過焊接與試驗(yàn)套管3連接，旁管4通過鎖緊螺釘5及鎖塊7與旁管與套管連接扶正器8連接固定，通過密封圈6密封，通過旁管與套管連接扶正器8上的循環(huán)孔與實(shí)驗(yàn)套管3內(nèi)腔連通；旁管固定器10扣接在試驗(yàn)套管接箍13位置，通過緊固螺栓11和緊固螺母12與試驗(yàn)套管3固定鎖緊，并將試驗(yàn)旁管4固定在試驗(yàn)套管上。
[0025]帶旁管的水平井試驗(yàn)井筒為水平井多級(jí)分段壓裂模擬試驗(yàn)提供了真實(shí)的試驗(yàn)井筒，試驗(yàn)過程中試驗(yàn)管柱可以下到試驗(yàn)套管的不同位置，試驗(yàn)旁管的多點(diǎn)布置，滿足水平井多級(jí)分段壓裂試驗(yàn)過程中多點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)采集及循環(huán)功能。本發(fā)明主要應(yīng)用于水平井多級(jí)分段壓裂模擬試實(shí)驗(yàn)，滿足對(duì)各工具性能及可靠性檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工藝及管柱性能的檢測(cè)要求。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，非用以限定本發(fā)明的專利范圍，其他運(yùn)用本發(fā)明的專利精神的等效變化，均應(yīng)倶屬本發(fā)明的專利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒，其特征在于，包括試驗(yàn)井口、完井套管、試驗(yàn)套管、試驗(yàn)旁管，所述完井套管空套在試驗(yàn)套管外部且兩者之間形成環(huán)空，所述完井套管和試驗(yàn)套管的上端均與試驗(yàn)井口下端連接，所述試驗(yàn)套管的外部周圍設(shè)置試驗(yàn)旁管，該試驗(yàn)旁管的端口連通至試驗(yàn)套管的內(nèi)腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒，其特征在于，所述試驗(yàn)旁管包括兩種規(guī)格:一種為Φ38.1mm連續(xù)油管2根，一種為Φ 16mm的不銹鋼管6根。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒，其特征在于，所述試驗(yàn)套管外壁焊接有扶正器，所述扶正器與試驗(yàn)套管連接位置開設(shè)循環(huán)孔，在扶正器內(nèi)還開設(shè)軸向通道，所述試驗(yàn)旁管的端部伸入軸向通道內(nèi)并通過循環(huán)孔與試驗(yàn)套管內(nèi)腔連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒，其特征在于，所述軸向通道內(nèi)部設(shè)置有套在試驗(yàn)旁管上用來(lái)鎖住試驗(yàn)旁管的鎖塊，所述試驗(yàn)旁管還通過鎖緊螺母固定在扶正器上，所述鎖緊螺母與軸向通道內(nèi)壁之間還設(shè)置密封圈。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旁管的全尺寸水平井分層壓裂模擬試驗(yàn)井筒，其特征在于，還包括安裝在套管接箍位置的旁管固定器，所述旁管固定器采用兩半半圓結(jié)構(gòu)扣合式結(jié)構(gòu)，兩半半圓結(jié)構(gòu)其中一邊采用轉(zhuǎn)軸連接，一邊采用緊固螺栓及緊固螺母固定，安裝于套管接箍位置，用于將旁管固定在套管上。
【文檔編號(hào)】E21B43/26GK105986805SQ201510071260
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月11日
【發(fā)明人】李敢, 葉金勝, 伊偉鍇, 田玉剛, 王世杰, 于學(xué)信, 溫盛魁, 楊慧, 田啟忠, 朱瑛輝
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院